В принципе, любая ликвация – это неоднородность сплава по химическому составу.
На рис. 1 показан пример, на котором хватает всяких проявлений неоднородности: включение на фоне светлого пятна, сульфидные включения. Само светлое пятно – это признак того, что в данном месте структура имеет другой состав, включение в середине этого пятна само по себе говорит о том, что какие-то элементы сконцентрированы в нем, а это также неоднородность. Кроме того, сульфидные включения также являются свидетельством не только присутствия серы, но и признаком неоднородности структуры по принципу «неметаллические включения».
Рисунок 1. Неоднородность состава стали.
Неоднородность по составу частично рассмотрена в статье «Антипродукция».
На данном сайте представлены уже сведения по дендритной ликвации, при которой неоднородность структуры вызвана неоднородностью химического состава, возникающей при кристаллизации. Карбидная ликвация связана с неоднородным распределением углерода в стали после окончания кристаллизации. А поскольку углерод в сталях сосредоточен, в основном, в карбидах, то именно карбиды могут быть распределены неравномерно по объему стали – в соответствии с первоначальным неравномерным распределением углерода.
Кстати, в понятие карбидной ликвации не входит неравномерность состава, связанная с перлитом (хотя в нем присутствует цементит – карбид железа). Перлит не является фазой. Перлит – это эвтектоид, и он имеет двухфазную структуру, неоднородность ему задана «по условиям задачи». Если перлит распределен в структуре стали неравномерно, то говорят о неоднородности структуры. Пример приведен в статье «Анизотропия» для структуры углеродистой стали 45 в деформированном и недеформированном состоянии.
При обсуждении карбидной ликвации речь идет о карбидах, которые образуются, например, в закаленной стали при отпуске. Например, в быстрорежущей стали карбиды могут быть распределены в виде полос или строчек, поэтому говорят «строчечность» (рис.2,а). Кроме расположения карбидов в строчках, в структуре на рис.1,а есть еще остатки литой структуры (стрелка), которая сохранилась после литья и не была убрана в процессе ковки или горячей прокатки. Остатки литой структуры отрицательно влияют на свойства стали. При большом увеличении (рис.2,б) видно, что карбиды, распределенные в мартенситной матрице, имеют разный размер и форму (принято говорить – морфологию). Неравномерность распределения карбидов в стали бывает не только в виде строчечности. Карбиды могут быть распределены неравномерно в матрице сплава (рис.3), в том числе и находиться, в основном, по границам зерен. Неоднородность может проявляться также и в разном размере карбидных частиц.
а | б |
Рисунок 2. Примеры карбидной ликвации в стали Р18.
Рисунок 3. Карбидная ликвация в стали Р12.
Когда карбидов много, и они распределены крайне неоднородно, их скопления можно наблюдать даже без травления (рис.4). Полосы на рис. 4,а – это скопления карбидов, которые сформировались при пластической деформации; на рис. 4,б показаны скопления крупных карбидов при большом увеличении.
а | б |
Рисунок 4. Карбидная ликвация в стали Р6М5.
Чем опасна карбидная ликвация? На рисунке 5,а показана карбидная ликвация в детали «метчик». Направление строчек скоплений карбидов – поперек зуба резьбы. В местах скопления карбидов металл ослаблен, и при эксплуатации происходит облом зуба (рис. 5,б).
а | б |
Рисунок 5. Карбидная ликвация в структуре метчика и облом резьбы кромки по участкам строчечности
Поэтому по карбидной неоднородности разного рода есть ограничение в стандартах на металл. Карбидная неоднородность выше допустимого балла в стали не разрешается.